2017年，我國新一代高軌技術(shù)試驗衛(wèi)星實踐十三號搭載的激光通信終端，成功進行了國際首次高軌衛(wèi)星對地高速激光雙向通信試驗。本次試驗任務(wù)達到預(yù)期效果，取得圓滿成功，標(biāo)志著我國在空間高速信息傳輸這一航天技術(shù)尖端領(lǐng)域走在了世界前列，為后續(xù)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)國家重大科技工程的實施奠定了堅實基礎(chǔ)，意義重大，影響深遠(yuǎn)。
衛(wèi)星激光通信具有通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn)、保密性好等優(yōu)點，是建設(shè)空間信息高速公路不可替代的手段，也是當(dāng)前國際信息領(lǐng)域的前沿科學(xué)技術(shù)。尤其是高軌星地激光通信技術(shù)，技術(shù)難度極大，是當(dāng)前各國競相開發(fā)的熱點。
此次試驗由哈爾濱工業(yè)大學(xué)馬晶、譚立英教授所帶領(lǐng)的衛(wèi)星激光通信團隊負(fù)責(zé)。該團隊取得了多項技術(shù)突破，攻克了多項國際難題，開創(chuàng)了國際衛(wèi)星激光通信發(fā)展的新局面。
一是試驗鏈路跟蹤穩(wěn)定，在距地球近4萬公里高度的衛(wèi)星與地面站之間，攻克光束“針尖對麥芒”般的高精度捕獲難題，有效克服了衛(wèi)星運動、平臺抖動、復(fù)雜空間環(huán)境等因素影響，成功實現(xiàn)光束信號的快速鎖定和穩(wěn)定跟蹤，有平均捕獲時間2.5秒，1小時跟蹤穩(wěn)定度為100%。
二是傳輸速率高，國際首次實現(xiàn)了高軌星地激光雙向通信，最高速率達5Gbps，國際領(lǐng)先。
三是通信質(zhì)量好，國際上首次實現(xiàn)了高軌星地600Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps、5Gbps多種數(shù)據(jù)率的激光通信，誤碼率均優(yōu)于10-6。
四是采用多項自主創(chuàng)新先進技術(shù)，在衛(wèi)星與地面間首次采用波分復(fù)用激光通信技術(shù)，并對高速激光信息接收與轉(zhuǎn)發(fā)、遠(yuǎn)距離高速激光通信大氣影響補償?shù)榷囗楆P(guān)鍵技術(shù)進行了驗證，為后續(xù)軍民業(yè)務(wù)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
衛(wèi)星激光通信實現(xiàn)創(chuàng)新跨越發(fā)展，是我國航天科技自主創(chuàng)新和軍民融合發(fā)展的典范。近年來，國防科工局在航天發(fā)展中，始終堅持國家引領(lǐng)，瞄準(zhǔn)技術(shù)前沿。此次試驗任務(wù)，國防科工局近二十年如一日，支持哈工大從預(yù)先 研究 到完成海洋二號低軌衛(wèi)星對地激光通信試驗，再到實踐十三號衛(wèi)星成功實現(xiàn)高軌衛(wèi)星對地激光通信，有力地保障了從基礎(chǔ)技術(shù) 研究 到飛行產(chǎn)品驗證再到推進產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的良性循環(huán)。
該團隊堅持自主創(chuàng)新，集智攻關(guān)，匯集國內(nèi)優(yōu)勢研發(fā)力量，攻克了多項國際難題，獲得了70多項國家授權(quán)發(fā)明專利，取得了2項國家科技發(fā)明獎，研制了5代適應(yīng)不同軌道衛(wèi)星的終端產(chǎn)品，實現(xiàn)了衛(wèi)星激光通信終端從無到有、從大到小、從重到輕、從低軌到高軌的重大跨越，構(gòu)建了高軌、低軌和地面的激光通信試驗試用體系，為超大容量高分辨率對地觀測數(shù)據(jù)中繼和傳輸提供技術(shù)支撐。同時，該技術(shù)還將用于天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)工程等重大航天工程任務(wù)，在帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，打造航天科技軍民融合創(chuàng)新的新局面。
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